KR19980069642A

KR19980069642A - p형 오믹 접합용 물질

Info

Publication number: KR19980069642A
Application number: KR1019970006802A
Authority: KR
Inventors: 김택
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-10-26

Abstract

본 발명에 따른 p형 오믹 접합용 물질은, GaN 등을 비롯하여 3원 및 4원 혼정계로 구성되는 광소자 및 전자소자 등에 채용되는 p형 오믹 접합용 물질에 있어서, 상기 물질은 적어도 Pd 및 Au를 포함하는 복수 원소의 금속 화합물로 되어 있는 점에 그 특징이 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, p형 오믹 접촉 저항을 감소시켜 소자의 동작 전압값을 낮출 수 있고, 발생열을 감소시켜 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 발열 감소로 캐리어 오버 플로우가 감소되므로 소자의 동작 전류값을 낮추고, 온도 특성을 향상시킬 수 있다.

Description

p형 오믹 접합용 물질

본 발명은 발광 다이오드, 레이저 다이오드, 자외선 감지기, 고온 동작 센서 등에 사용되는 GaN과의 p형 오믹(ohmic) 접합을 하는 물질에 관한 것으로서, 특히 원활한 P형 오믹 접합을 얻을 수 있고, 낮은 접촉 저항값을 가지는 p형 오믹 접합용 물질에 관한 것이다.

GaN은 밴드 갭(band gap) 에너지가 약 3.4eV로서 보통 청색 및 녹색 반도체 레이저 소자, 자외선 감지기, 고온 동작 센서 등의 재료로 널리 사용되고 있다. 그러나, 이와 같은 GaN은 높은 일함수 때문에 p형 오믹 접합이 어려우며, 그로 인해 상온에서 연속적으로 동작하는 레이저 다이오드의 구현에 어려움이 따르고 있다. 특히, p형 오믹 접합은 p-GaN의 도핑 농도와 관련이 있는 바, 광폭 밴드 갭이라는 물질특성상 높은 p형 오믹 접합을 얻는데 어려움이 있어, p형 오믹 접합기술은 GaN 소자를 구현함에 있어 하나의 핵심기술로 부각되고 있다.

한편, p형 오믹 접합물질로 종래에는 Ni/Au가 사용되고 있지만, 만족할 만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 원활한 P형 오믹 접합을 얻을 수 있고, 낮은 접촉 저항값을 가지는 p형 오믹 접합용 물질을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 p형 오믹 접합용 물질의 실시예들을 나타내 보인 수직 단면구조도.

도 6은 종래의 Ni/Au가 p-GaN 위에 접합된 경우의 전류-전압 특성 그래프. 도 7은 본 발명의 Pd/Au가 p-GaN 위에 접합된 경우의 전류-전압 특성 그래프.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11,21,31,41,51...p-GaN(또는 p-InN, p-AlN) 12,22,32,42,52...Pd

13,24,34,44,54...Au 23...Ni 33...Pt 43...Ti 53...Ge

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 p형 오믹 접합용 물질은, GaN 등을 비롯하여 3원 및 4원 혼정계로 구성되는 광소자 및 전자소자 등에 채용되는 p형 오믹 접합용 물질에 있어서, 상기 물질은 적어도 Pd 및 Au를 포함하는 복수 원소의 금속 화합물로 되어 있는 점에 그 특징이 있다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 p형 오믹 접합용 물질의 실시예들을 나타내 보인 수직 단면구조도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 p형 오믹 접합용 물질은, p-GaN(11)(21)(31)(41)(51) 또는 p-InN 및 p-AlN와 함께 구성되는 3원 및 4원 혼정계로 구성되는 광소자 및 전자소자 등에 채용되는 것으로서, 적어도 Pd(12)(22) (32)(42)(52) 및 Au(13)(24)(34)(44)(54)를 포함하는 복수 원소의 금속 화합물로 구성된다. 이때, 이 복수 원소의 금속 화합물은 예컨대, 도 1에서와 같이 Pd/Au의 적층 구조가 될 수도 있고, 도 2 내지 도 5에서와 같이 Pd/Ni/Au, Pd/Pt/Au, Pd/Ti/Au, Pd/Ge/Au 등의 적층 구조가 될 수도 있다. 여기서, 상기 금속 화합물들에 공통적으로 포함되어 있는 Pd는 10∼30nm의 두께가 되도록 형성하는 것이 바람직하며, 이들 물질들은 TE(thermal evaporation), EBE(electron beam evaporation) 또는 스퍼터링(sputtering) 등의 방법에 의해 증착 형성될 수 있다. 특히, 마지막 순서로 증착하는 Au는 이후의 다른 공정을 고려하여 500nm 이상의 두께로 증착하는 하는 것이 바람직하다. 도 2 내지 도 5에서 참조번호 23은 Ni, 33은 Pt, 43은 Ti, 53은 Ge를 각각 나타낸다.

한편, 도 6 및 도 7은 p-GaN 위에 접합된 물질에 따른 전류-전압특성을 나타내 보인 것으로서, 도 6은 종래의 Ni/Au가 접합물질로 사용된 경우의 특성 그래프이고, 도 7은 본 발명의 Pd/Au가 접합물질로 사용된 경우의 특성 그래프이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 종래의 Ni/Au가 접합물질로 사용된 경우는 p-GaN과의 접촉 저항이 커서 소자의 동작 전압 값도 비례적으로 커짐을 알 수 있다. 이에 반해, 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 Pd/Au가 접합물질로 사용된 경우는 p-GaN과의 접촉 저항이 낮아 소자의 동작 전압 값에 거의 변동이 없음을 알 수 있다. 결과적으로, 종래의 접합물질에 비해 소자의 동작 전압 값을 낮출 수 있게 되는 것이다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 p형 오믹 접합용 물질은 p형 오믹 접촉 저항을 감소시켜 소자의 동작 전압값을 낮출 수 있고, 발생열을 감소시켜 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 발열 감소로 캐리어 오버 플로우가 감소되므로 소자의 동작 전류값을 낮추고, 온도 특성을 향상시킬 수 있다.

Claims

GaN 등을 비롯하여 3원 및 4원 혼정계로 구성되는 광소자 및 전자소자 등에 채용되는 p형 오믹 접합용 물질에 있어서,

상기 물질은 적어도 Pd 및 Au를 포함하는 복수 원소의 금속 화합물로 되어 있는 것을 특징으로 하는 p형 오믹 접합용 물질.
제 1항에 있어서, 상기 복수 원소의 금속 화합물은 Pd/Au의 적층 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 p형 오믹 접합용 물질.
제 1항에 있어서, 상기 복수 원소의 금속 화합물은 Pd/Ni/Au, Pd/Pt/Au, Pd/Ti/Au, Pd/Ge/Au 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 p형 오믹 접합용 물질.
제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 Pd는 10∼30nm의 두께로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 p형 오믹 접합용 물질.
제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 Au는 500nm 이상의 두께로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 p형 오믹 접합용 물질.